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《§3.5力的分解》教学设计【学习目标】1、通过具体问题建立物理模型，知道为什么要进行力的分解。2、知道什么是力的分解，力的分解和力的合成互为逆运算。会用“力的分解”分析研究具体问题，并通过实验进行认证。3、在解决具体问题时会根据力的作用效果或实际需要找到两个分力的方向。用平行四边形定则画出力的分解图，并解释生活中的现象。4、会用平行四边形和直角三角形的知识求出分力的大小。5、引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，能够相互评价纠错，在掌握知识的同时收获成功的喜悦。【教学重点和难点】1、能理解力的分解和力的合成互为逆运算，所以能用平行四边形定则作图求出分力的大小。2、在解决具体问题时，能够依据力的实际效果确定分力方向，求出分力大小。【实验器材】压力传感器（2个，由拉力传感器改装）、重1N的圆环、饮料瓶2个、非弹性绳、钩码、一次性筷子、皮筋。【教学流程】【教学过程】一、新课引入（为什么分解）本节物理课从我们平时熟悉的感觉开始——骑车，是我们平时最常用的出行方式，有时上坡、有时下坡、有时平路。问题1：下坡时有什么感觉？（目的是让学生体验实际生活中一个力也可以同时产生几个效果）问题2：产生这样效果的原因是什么？（重力产生了沿斜坡向下使车加速的效果与车压斜坡的效果）问题3：如何研究重力的这两个效果？（学生可以通过前面学过的“力的合成”构建“力分解”的概念）例题分析（规范“分解”作图）1、用“衣架”模型分析，师生共同讨论力F的效果。2、学生实验感受力的实际效果，自主完成“分解图”并求出分力大小3、规范作图步骤。新课引入（为什么分解）用学生熟悉的骑自行车下坡的感觉引入，明确一个力同时可以产生几个作用效果——知道力分解的意义。抽象模型分析（怎样分解）1、师生讨论，由生活现象抽象出物理模型，明确重力的分力方向。2、学生由已有的知识（力的合成）自主作图求出分力大小。3、教师演示实验验证力的分解满足平行四边形定则。模型变式分析（进一步明确分力方向）将斜面上的垂直挡板改成竖直挡板，分析重物对斜面的压力是否改变，变成多大。师生共同讨论，且通过实验验证完成。——分解力时，根据力的效果明确分力的方向。实例分析（“力的分解”应用）1、一个人如何利用固定物和绳子把陷入泥潭的汽车拉出来（模拟实验）。2、大桥都有长长的引桥、盘山公路能否利用“力的分解”来解释。3、千斤顶的工作原理（可作为课后思考）。二、力分解概念的建立模型建立：如图，将自行车用一个圆柱体表示，为了研究车重力沿斜坡向下的分力，用一个垂直于斜坡的挡板，圆柱体对挡板的压力等同于重力在斜坡方向的分力。问题4：重力有两个分力，能否求出这两个分力的大小？交流学生解决问题的方法，并进行相互评价。从而建立力的分解是力合成的逆运算，即同样遵循力的平行四边形定则。实验验证：若已知圆柱体重G=1N，α=30°，根据平行四边形定则求得F1=Gsinα=0.50N，F2=Gcosα=0.87N。演示实验：压力传感器测量F1和F2，验证平行四边形定则。总结：（板书内容）问题5：若给出一个力，如何分解，可以分解成多少对分力？（因无确定的效果方向，因此，可以在任意两个方向分解，即一个力可以分解成无数对分力。）总结：（板书内容）问题6：如果将上述问题中的挡板改为垂直于水平面，这时圆柱体对斜面的压力又是多少？（可能有学生会出现和上述相同的分解图，组织学生讨论，明确在解决实际问题过程中，一定要明确此合力的每个效果，根据实际效果方向做出力的分解图。）总结：（板书内容）三、力分解的应用应用1：这是一个阳台外面的衣服架子，若挂上一件衣服，那么对端点有一个向下的力F，力F产生几个效果？绳子和杆子承受的力是多大？规范作图步骤：①确定力F的作用效果，以确定分力的方向，沿着分力的方向画虚线。②以F为对角线、两个分力方向为临边，用虚线做平行四边形。③用一端带箭头的实线把临边描出。④依据直角三角形几何关系求出分力的大小。应用2：汽车不小心陷入泥潭，能有什么方法可能凭一个人的力量将汽车拉出泥潭？模拟实验：用一个饮料瓶（1.5L）放在水平面上模拟汽车，若想拖动这个瓶子需要克服摩擦力，我们试试看用多少个钩码才能拖得动。（10个钩码的重力拖不动。）有什么办法可以用2个钩码拖得动呢？讨论解决方法：应用3：讨论力分解在建桥与修建山路等实际生活中的应用。桥都会有长长的引桥，就是利用斜面，减小倾角，以减小重力沿斜面向下的分力。ααθ